Influence des défauts géométriques dans la colle et modification géométrique des substrats sur la durabilité des assemblages collés

Abstract

الملخص (بالعربية):

أثبتت تقنية ربط التصحيح المركب في المنطقة التالفة فعاليته في تقليل تركيز الإجهاد وضمان العمر الطويل للهيكل الذي تم إصلاحه. أدى البحث عن مادة لاصقة وتصحيح مناسب لنقل شحنة جيدة إلى تطوير الباحثين من خلال الاختبارات الميكانيكية والأساليب التحليلية أو العددية للأفكار المتعلقة بالشكل والطبيعة ونوع وتسلسل التراص التصحيح لإعطاء مزيج أفضل من التصحيح والمادة اللاصقة. عملنا يناسب هذا السياق؛ الهدف، من ناحية، هو اقتراح طريقة لتقليل الضغوط في الصفيحة التالفة عن طريق حماية المادة اللاصقة من تأثير الشيخوخة التي تؤثر بشكل كبير على خواصـها الميكانيكية والتصحيح المركب. تم تسليط الضوء على عدة عوامل، وهي تأثير تسلسل التراص للرقعة المركبة، وتعديل سمك اللوحة، ووجود عيوب الترابط في المواضع المختلفة. يوضح تحليل التكامل والإجهاد في المادة اللاصقة والرقعة بوضوح أن قيمها تعتمد بشدة على هذه المعلمات المختلفة وأن التعديل الذي تم إجراؤه على اللوحة ليس له أي تأثير على تركيز الإجهاد. من ناحية أخرى، فإن استخدام مركب هجين يقوي إلى حد كبير اللوحة التالفة ويقلل بشكل واضح من الضغوط في الصفيحة اعتمادًا على موضع عيب الرابطة إذا كانت طبيعة الألياف واتجاهها سمك كل طبقة مركب. الكلمات المفتاحية: . Jتكامل ، عيب الترابط، التصحيح المركب، إجهاد القص، فو ميزس. ---------------------------------------------- Résumé (en Français) : La technique de collage de patch composite dans la zone endommagée a démontré son efficacité à atténuer la concentration de contraintes et à assurer la longue durée de vie de la structure réparée. La recherche d'un adhésif et d'un patch approprié pour un bon transfert de charge a conduit les chercheurs à développer par des tests mécaniques, des méthodes analytiques ou numériques des idées concernant la forme, la nature, le type et la séquence d'empilement du patch pour donner une meilleure combinaison de patch et d'adhésif. Notre travail s'inscrit dans ce contexte ; le but est, d'une part, de proposer une méthode pour réduire les contraintes dans la plaque endommagée en protégeant l'adhésif contre l'effet du vieillissement qui affecte de manière significative ses propriétés mécaniques et du patch composite. Plusieurs facteurs ont été mis en évidence à savoir, l'effet de la séquence d'empilement du patch composite, la modification de l'épaisseur de la plaque, et la présence de défauts de collage dans différentes positions. L'analyse de l’intégrale J et les contraintes dans l'adhésif et le patch montre clairement que leurs valeurs dépendent fortement de ces différents paramètres et que la modification apportée à la plaque n'a aucun effet sur la concentration de contraintes. D'autre part, l'utilisation d'un composite hybride renforce d'une manière considérable la plaque endommagée et réduit clairement les contraintes dans la plaque selon la position du défaut de collage si on optimise la nature, l'orientation des fibres et l'épaisseur de chaque couches du composite. Les mots clés : Intégrale-J, défaut de collage, patch composite, Von Mises, contrainte de cisaillement.

---------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : The technique of bonding a composite patch in the damaged area has proven effective in reducing stress concentration and ensuring the long life of the repaired structure. The search for an adhesive and a suitable patch for good charge transfer has led researchers to develop by mechanical tests, analytical or numerical methods ideas concerning the shape, nature, and type and stacking sequence of the patch to give a better combination of patch and adhesive. Our work is part of this context; the aim is, on the one hand, to propose a method for reducing the stresses in the damaged plate by protecting the adhesive against the effect of aging which significantly affects its mechanical properties and of the composite patch. Several factors were highlighted namely, the effect of the stacking sequence of the composite patch, the modification of the thickness of the plate, and the presence of bonding defects in different positions. Analysis of the integral J and the stresses in the adhesive and patch clearly shows that their values strongly depend on these different parameters and that the modification made to the plate has no effect on the stress concentration. On the other hand, the use of a hybrid composite considerably reinforces the damaged plate and clearly reduces the stresses in the plate depending on the position of the bonding defect if one optimizes the nature, the orientation of the fibers and the thickness of each layer of the composite. Keywords: J-Integral, bonding defect, composite patch, Von Mises, shear stress.